随着云计算、大数据、物联网等技术的广泛应用，各行各业对算力的需求呈现指数级增长。尤其是生成式AI技术的广泛应用，使得算力需求翻了数倍。根据《算力基础设施高质量发展行动计划》的预测，到2025年，中国算力规模将有望超过300 EFLOPS，智能算力的占比将达到35%以上。
算力需求的爆炸式增长，这不仅催生了对计算能力的巨大需求，也对数据中心的传统架构提出了挑战。为此，数据中心正在向更加智能化、高效化的智算中心转型，以更好地支持人工智能的应用和发展。
人工智能正在重构整个价值链，包括从芯片，到服务器，再到数据中心。此前，在2024年施耐德电气创新峰会之算力未来数据中心论坛上，施耐德电气高级副总裁，关键电源业务中国区负责人朱文沁指出，“智能算力的迅猛增长对基础设施提出了更为严峻的挑战，未来的数据中心不仅需要具备更加远大的愿景，也需要更为全面的价值考量。可持续、高效、韧性和适应性成为未来发展关键。”
数据中心的尽头是智算
传统数据中心，主要由服务器、存储设备和网络设备组成，设计初衷是为了满足一般的计算和存储需求。然而，面对人工智能应用的高计算量和大数据处理需求，它们暴露出计算能力不足、能耗高、扩展性差等局限性。
智算中心，是在数据中心的基础上，集成了人工智能（AI）、机器学习（ML）、深度学习等先进技术的计算平台。它不仅提供数据存储和处理能力，还具备智能分析和决策支持功能。
相比之下，智算中心配备了大量高性能计算硬件，如GPU、TPU和FPGA，这些硬件能够高效处理深度学习和大数据分析任务。智算中心采用大规模分布式计算架构，可以同时处理来自不同来源的大量数据，提升数据处理效率和计算速度，利用人工智能技术实现资源的自动调度和优化管理，根据实际需求动态调整计算资源，提升资源利用率和系统响应速度。
智算中心与数据中心的主要差别还体现在架构、性能、可扩展性、成本和安全性等方面。智算中心使用虚拟化技术和云服务来提供计算和存储资源，这种架构上的变化使得智算中心能够更灵活地响应业务需求，快速部署新应用或服务。在性能方面，智算中心利用高速网络和分布式存储技术，有效提升了处理高性能计算和大数据处理的能力。在可扩展性方面，智算中心几乎无差的全采用虚拟化技术，以及云计算搭载应用，所以在扩展性方面，以及对短时内高并发业务的响应速度方面，完胜传统数据中心。
据报道，英伟达全球智算中心建设计划投资额高达3万亿美元，微软和OpenAI拟投资1000亿美元打造“星际门”智算中心项目；亚马逊云科技规划在未来15年内，投入约1500亿美元用于全球数据中心的建设与运营……视线调转国内，国家信息中心与相关部门联合发布的《智能计算中心创新发展指南》显示，目前全国有超过30个城市正在建设或提出建设智算中心。
可见，全球均在加大对智算中心建设的投入力度。这不仅是技术发展的必然趋势，也是市场对高效、智能、安全计算资源的迫切需求。
智算中心的四大愿景：可持续、高效、韧性、适应性
两年前，在行业看来40KW的功率密度已经非常高。然而，去年这一数字已经上升到60至70KW。到了今年，机柜的功率密度更是达到了120KW。数据中心的功率密度正在以惊人的速度增长。以英伟达展示的32000块GPU组成的人工智能工厂为例，据推算，这样的规模大约需要500多个微模块和400多个机柜来支持，机房的IT流量可能在50MW到60MW之间，这远远超出了过去对数据中心IT容量的传统认知。
算力需求急剧增加直接导致了机柜功率需求的显著提升。
为了应对这一挑战，数据中心必须加强电力保障能力，以确保在电网不稳定或停电情况下的稳定运行。此外，随着机柜功率的增加，传统的热保护关机时间已不再适用。智算中心需要实现连续制冷，以避免因过热导致的设备宕机，这要求数据中心在制冷侧进行持续的技术创新和管理优化。
同时，为了适应更高的功率密度，数据中心的空间布局也必须进行优化。增加的制冷和通风系统配置意味着每个机柜所需的空间将显著增加，这直接影响了数据中心的规模和设计，也对数据中心的选址和建设带来了更多的限制。
也就是说，数据中心向智算中心的转变不仅涉及到硬件设施的升级，更涉及到数据中心规划、建设和运维的全方位变革。朱文沁指出，“‘可持续、高效、韧性、适应性’将成为数据中心未来发展的关键。”
适应性强调数据中心需要具备灵活的设计和维护能力，以及对下一代IT技术的兼容性，包括软件定义技术的发展和主动能源管理。可持续性不仅要求最大化利用可再生资源，助力企业实现其可持续发展战略。高效方面，数据中心应更有效地利用能源和资源，同时确保资本投入得到充分利用，具体体现在部署速度和空间占用的优化。韧性则超越了传统的高可用性概念，不仅需要优秀的设计以增强能源和冷却系统的冗余，还需关注网络安全和预测性分析，以全面保障数据中心的稳定运行。
愿景落地，需创新推动
数据中心的转型升级，仅有愿景是远远不够的。“可持续、高效、韧性、适应性”这四个关键词的背后涉及到供配电、制冷、机柜和软件管理等一系列的挑战，愿景的落地需要创新的技术产品进行驱动。
在2024年施耐德电气创新峰会的算力未来数据中心论坛上，施耐德电气重磅发布与英伟达的合作成果，推出首个面向智算中心的参考设计。这一设计专为部署英伟达的高性能加速计算平台而量身打造，旨在为智算中心提供标准化的数据中心生态系统内的AI部署和运营基准，并且也可以作为解决高密度机柜的通用智算中心解决方案。
从存量数据中心改造到新建智算中心的机电系统设计，覆盖设施供电、制冷、IT机房、全生命周期软件四个技术领域，该参考设计凭借一套框架体系，为赋能构建高效、可持续与可扩展的基础设施提供有力支撑。
在推出参考设计之前，施耐德电气早已为赋能智算中心做了充分的准备。截至目前，施耐德电气已经发布了超过230本白皮书，其中《中国数据中心可持续发展之旅》白皮书进一步帮助数据中心行业定义了可持续发展的关键要素，并提供了衡量指标与有效路径，为数据中心的转型升级提供了理论支持和实践指导；第110本白皮书深入探讨了AI对数据中心带来的颠覆性挑战，并为每个物理基础设施类别提供了应对指南。
同时，施耐德电气针对数据中心的转型升级，推出了一系列创新产品，以支持适应性、韧性、高效和可持续性四大核心愿景。在适应性方面，公司推出了适配AI智算中心的冷板式液冷CDU系统，以及I-LINE Track中电流母线，能契合用户实际也无需求，有效实现节能增效。
高效性方面，施耐德电气SmartCool末端空调节能解决方案，使空调末端基于IT负载实时需求进行动态制冷输出，实现秒级同频优化，在进一步提升数据中心制冷能效的同时，兼顾客户可持续发展与业务的持续增长。
在韧性建设上，施耐德电气不仅提供强大的中低压配电设备，还推出了ETAP全新电气系统数字孪生平台，基于强大的数字孪生和模拟仿真能力，优化数据中心和电力系统设计，提升效率，并能预测并预防设备问题。
可持续性方面，施耐德电气提供了全面的节能降碳解决方案，涵盖设备级、系统级到管理级，并融入人工智能与数字孪生技术，以最大化能源效率。
伴随全球AI加速爆发，智能算力的布局已是箭在弦上，不得不发。作为数据中心变革的影响者和赋能者，施耐德电气已经准备就绪。尚处于观望，抑或是处于迷茫状态的“局中人”，施耐德电气提供的解决方案和专业指导或许是可参考的解题之道。
